信号完整性是示波器测量信号质量的主要衡量标准。 尤其当我们需要观测小信号或者大信号的微小变化时,其信号完整性显得更加至关重要。
在我们进行设计、调试时,信号完整性与否会极大影响我们的判断。示波器测量中可能会存在噪声-信号失真甚至信号丢失等影响信号完整性的因素。 优秀的示波器配合适当的设置可以更好地保持信号的完整性。信号完整性差的示波器很可能会增加我们开发周期时间、影响生产质量和导致误选元器组件的风险。 为了最大限度地降低这种风险,我们应该选择可以保持高信号完整性的示波器。
今天我们来看一下影响信号完整性的其中一个因素,示波器的底噪。示波器的底噪即示波器的本底噪声,一般指示波器在测量中与信号存在与否无关的一切干扰,主要是由示波器的衰减器,前端放大器以及模数转换器产生。示波器测量信号时,信号首先通过衰减器和前端放大器再由ADC模数转换器进行采样,该噪声会叠加在被测信号上成为信号的一部分,因此模数转换器也无法进行区分,理论上是没有办法消除的。
示波器的底噪测量只需简单的几步就可以做到,每个有示波器的人都可以快速地在几分钟内进行测量。
1.去除连接示波器的所有探头
2.确保示波器正常允许,其耦合方式设置为直流,采样方式为正常,带宽限制为全带宽
3.将示波器的通道衰减比设置为1X
4.示波器的垂直挡位设为最小,如下图是1mV/div
5.移动触发电平至零平线,使底噪稳定显示。
6.调节示波器的时基和存储深度,使得示波器处于最大采样率状态
7.打开示波器的测量项峰峰值即为示波器底噪,可以看到在1mV左右
我们也可以打开示波器的无限余晖和色温显示,以此来观察底噪的程度。波形的颜色越厚重,示波器内部产生的噪声就越多。我们也可以打开其他的通道单独观察,一般每个通道的底噪都是独有的,会有细微的差异,这都是正常的。调节示波器的垂直挡位会发现示波器的底噪也会发生变化,对于此有疑问的可以看下示波器的垂直分辨率相关的文章,就能了解导致这种现象的原因,因此测量示波器底噪务必要记得将垂直挡位调到灵敏度最高的挡位。
首先先解释下底噪的概念,底噪是指示波器的“基线本底噪声”,在示波器的模拟前端和数字转换过程造成的垂直噪声。在不接探头的情况下,设置最灵敏的档位,调节触发电平,使底噪波形稳定显示,再进行测量就可以了。
示波器的低噪就是不接入任何信号,将垂直幅度打到最小,看它的低噪和抖动。